住宅分户计量供暖系统设计

梁建荣

摘要： 本文从居民对住宅热舒适性的要求、节能降耗、运行管理及收费的角度分析了分户计量供热的优势，简述了分户计量供热的室内系统形式，重点阐述了分户计量系统的热负荷计算、系统设备选择以及热费收取等问题，得出了分户计量供热已成为我国可持续发展战略的一项节能措施的结论。

关键词： 集中供热； 分户计量；室内系统形式；热负荷；热计量；系统调控； 热费收取； 建筑节能

建筑节能

Abstract: This article from the residents of residential thermal comfort requirements, energy saving, operation management and charges of household-based heat metering edge, the household metering heating system indoor form, elaborated with emphasis the metering system of heat load calculation, equipment selection and heat fee and other issues, the household-based heat metering has become China's strategy of sustainable development an energy saving measure results.

Key words: central heating; household metering; indoor system; heat load; heat metering; system control; heat fee; building energy saving

中图分类号：TE44文献标识码：A 文章编号：

O 引言

我国是一个建筑大国，又是一个能耗大国，建筑能耗过高成为制约国民经济发展的一大因素。目前我国城市集中供热广泛采用的是按照建筑面积计算热费的供热收费体制，实践表明，这种体制违背了市场经济的客观规律，不仅能耗高，浪费严重，而且存在收费不合理现象，不能满足人们对室内舒适度的个性化需求，同时抑制了用户节能的积极性，不利于可持续发展。分户热计量作为推动建筑节能工作的原动力之一， 以其经济节能、舒适性好、供热质量高且收费更加合理的顯著特点，在国外已经得到很好的发展。因此，在我国大范围推广和实行具有分户计量以及分室控温功能的分户热计量采暖体制已经成为必然趋势。

1 分户计量供热在我国的实施方式

供热体制改革是我国系列改革计划的重要内容之一，是要求在试点工作中逐步实行按用热多少计量收费的制度，积极推进现有住宅节能改造和供热采暖设施改造。今后新建公共建筑和民用住宅，凡使用集中供热设施的都必须设计安装具有分户计量及室温调控功能的采暖系统，并执行按用热量分户收费的新办法；对现有公共建筑和居民住宅也要求按照分户计量、室温可控的要求逐步进行改造，安装计量、温控装置。

2 分户计量供热的优势

供热分户计量有着深厚的需求基础。众所周知，集中供热作为城市的基础设施，在节约能源、减少环境污染、改善人民生活质量等方面优点明显。但是，长期以来，中国的集中供热都是采用计划体制下的包费制，整个供热行业的供热设计规范、热网结构形式、供热行业的管理方式以及用户的消费心态都深深地受到这种福利供热机制的影响。近几年来，随着供热面积的不断扩大，特别是北方城市破、停产企业的不断出现，这种供热收费管理体制与市场经济机制越来越不相适应，采暖收费难已经成为社会的焦点问题。分户计量和收费的制度一经推出，就显示了其巨大的优势和必定能够提供的诸多益处。表现在：

（1）节约能源

按户计量后，用户的节能意识明显增强，实现了自觉节能；有效控制了用户盗用热水以及恶意排放热水现象。中国最近几年进行的计量收费实验研究表明，双管试验系统的节能率最高可达到25%以上，单管试验系统的节能率达到15%以上。可谓效果显著。据报道，东欧国家已经在实践中证明采用热计量收费可节约能源20%～30%。

（2）减轻大气污染

建筑采暖用能是大气污染的一个重要因素。特别是中国的能源结构是以煤炭为主，大气污染问题因而更加突出。而实施分户计量、按热收费之后，在节约能源的同时减轻了大气污染。

（3）提高居住热环境舒适度

随着现代化建设的发展和人民生活水平的日益提高，舒适的热环境已经成为人们的现实需要。按热计费，供暖单位将会自觉地为用户提供质量更高的热源，以求得到更大的生产效益，而终端用户则能够根据天气温度的变化调节和控制室温，因此用户的冬季生活将会更加舒适。

（4）满足了供暖体制改革的需要。

供热商品化的前提是必须对作为商品的热能进行计量。因此，采用分户计量收费作为贸易结算办法则满足了这一需要，并且从根本上解决了供暖收费难等一系列问题。

（5）改善政府与百姓之间的关系。

采用分户计量收费，实现了用多少热交多少钱，可从根本上消除用户虽然交了钱却得不到应有热量的现象。同时，用户可以不必像过去那样在采暖开始前一次性交齐采暖费，而是像水费、电费那样每月按实际用热交费，实现了交得起、用得好，进而改善了政府与百姓之间的关系。

（6）减轻政府负担。

采用分户计量收费，一方面使得供暖单位对社会的供暖成为了纯粹的企业行为，另一方面将过去的采暖费全部由企事业单位负担逐步转变为由个人缴纳，这样就使得供暖机制畅通运行，有效地减轻了政府的财政负担，而且政府对困难用户的补助也随之实现了标准化。

（7）完善供暖管理。

采用分户计量收费，使得供暖公司的效益直接与供暖质量挂钩，迫使供暖公司自觉而积极地改进管理，堵塞进料等方面产生的漏洞，为用户提供更好的服务。

3 分户计量供热的室内系统形式

3.1 既有建筑

我国既有建筑的室内采暖系统大致分为：单管顺流式系统和垂直式双管系统。这些布局方式缺乏必要的计量调节手段，系统本身又不具备节能与管理收费条件，要实现节能和热计量收费，就要对既有供暖系统进行改造。对于原有的单管顺流式系统，改造方式有：

① 在热力入口加装热量表，每组散热器上安装蒸发式热量分配表(如图1)；

② 在热力入口加装热量表，散热器上安装蒸发式热分配表，散热器供回水支管间加跨越管，并在散热器支管上加装普通截止阀(如图2)；

③ 在热力入口加装热量表，每组散热器上安装蒸发式热量分配表，散热器前加跨越管，并在散热器支管上加装温控阀(如图3)。

对于旧有的垂直双管系统，可在供回水立管间加定压差控制进行改造，安装温控阀，每组散热器上安装蒸发式热分配表，室外热力入口设置热计量装置[1]。

3.2 新建建筑

在新建的住宅配套建设中采用的分户计量供暖系统分为单元立管供暖系统和户内水平供暖系统两种。单元立管供暖系统要求按户分环，每户只有一个热力入口，热量表设在热力入口处，保证了计量准确又使管理过程简化。单元立管供暖系统大致有上供下回同程式、下供下回异程式以及下供下回同程式等立管系统形式。户内水平供暖系统通常选择水平单管串联式系统、水平单管跨越式系统和水平网程式系统(即低温地辐射供暖系统和章鱼式系统)。可见，上述管道布置方式各有优缺点，在选择时不仅要考虑到系统的可调性与施工的方便，还应与建筑的特性相结合，选择性价比最高的布置方式。例如对于面积较小的户型，可采用水平单管串联系统，在总入口设温控阀，每组散热器上设置手动三通调节阀或自力式三通恒温阀；对于跃层式住宅，采用上供下回双管系统，每组散热器上设置高阻力手动调节阀或自力式两通恒温阀：而对于一些高档住宅，只要管材及施工工艺过关，有足够的初投资，可以采用低温地板辐射供暖系统或章鱼式系统。各种管道布置方式优缺点比较见表2[2]。

4 分户计量系统的主要特点

4.1热负荷计算

热负荷计算是室内供热系统设计的基础。实施分户计量和分室控温后，用户可以按照不同的喜好独立调控室温，则相邻用户之间必然会存在温度差异，这就使得各住户间有了一定的热传递。因此，在设计分户热计量供暖系统时，需要在原有负荷的基础上增加附加负荷。分户计量供热系统的热负荷有如下计算公式[3]。

式中：Q — 总热负荷，W；

Q围—围护结构的基本热负荷，W；

Q户—户间热负荷，W；

Fi —围护结构面积，m2；

Fj —户问隔墙和楼板的面积，m2；

tw —采暖室外计算温度，℃ ；

tn —采暖室内计算温度，℃ ；

Ki—围护结构的传热系数，W／(m2·K)；

Kj—户间隔墙和楼板的传热系数，W／(m2·K)；

△t—户问热负荷计算温差，一般取6℃；

N —户间隔墙和楼板同时发生传热的概率系数，N取0.5～0.8。

4.2 系统设备选择

传统采暖方式对热计量和节能没有太高要求，因此，在设备的选取上没有特殊要求。而在分户计量采暖方式中，要求可以分户计量和分室控温，则所采用的设备必然会不同于原有系统的设备。不同之处主要有以下几个方面：

（1）在热源、建筑物供暖入口和分户供暖入口设置热计量装置。热计量装置是指热量表以及对计量值进行分摊的、用以计量用户消费热量的仪表[4]，包括热量表、热分配表、热水表等。

（2）户内每组散热器的供水支管上设置自力式温控阀或其他温控装置来调节室温。

（3）建筑物热力入口安装自力式水力平衡阀，以克服流量变化引起的压力变化。

（4）热量表前设置过滤器。在分户计量的实施过程中，热量表是一个重要的影响因素。目前，国内大部分城市主要以使用机械式热计量表为主，以超声波热计量表为辅。虽然超声波计量表对水质要求略低一些，但其价格较高，使用受到一定限制。机械式热量表读数方便，计算简单，测量比较精确，但其对水质的要求很高，需定期进行精度检测和维护。

4.3 系统的调控

分户计量的意义之一是使用户可以根据自己的需求通过调节温控阀来控制室内温度，这种调节本质上是通过调节散热器的流量大小来调节供热量的多少，从而达到控制室温的目的。随着众多用户不断调节各自的流量，整个热网的流量和系统供热量不断变化，这样必然会影响到系统的水力稳定性。因此，实施分户计量后，供热系统的调节控制必须加强。需要调节的方面有：热源设备的燃烧调节，运行过程热媒的总体质调节和变流量调节，建筑入口和户内入口的压差或流量控制以及末端供热设备的温控等。对于目前我国的大部分供热系统，调节措施除了采用自动调控装置外，还可以采用手动调节，尤其是在投资条件较差的系统中更应如此。另外，水力平衡是确保分户计量供热得以实施的重要环节之一，其中的静态平衡是动态平衡的基础。所以在设计时，应对室外区域网进行合理的统筹设计和严格的水力

平衡计算。设置必要的调控设备，是为满足计量供热的需要，而不能认为设置调控设备就可取代水力平衡计算。

4.4 系统的热计量方式

目前，我国供热计量从管理制度到技术规范已经比较健全，供热计量方法已向多种计量方式并存发展，国内的供热计量产品和技术得到一定的应用。我国主要采用的供热计量方式包括：① 热源级热计量；② 热力站级热计量：③ 楼栋级热计量：④ 户级热计量[5]。

热源和热力站热计量主要采用热量表进行计量，并安装相应的自动控制装置、水力平衡装置等进行调节和控制。楼栋级热计量是在楼栋入口安装总热量表进行楼栋总热量计量，再进行热分摊，如在散热器处安装热分配表分摊，在室内安装温度表累计室温分摊，按面积分摊等。户级热计量即在各用户热入口安装热量表计量用户耗热，同时散热器处安装温控阀进行调节。热源和热力站热计量是制订统一热价和供热设施考核指标的依据，也是供热企业核算供热成本的依据；而楼栋和分户热计量是供热企业收费的依据。除此之外，热源与各建筑供暖入口热量计算值的差额，可以考核管网的输送效率是否满足节能设计标准的要求。

4.5 热费的收取

实行计量收费，则热就变成一种商品，用户就有了买不买和买多少的选择自由，而且也有了实现这种选择自由的手段。但是热又不是一般的商品，由于户间存在热传递性，而在实施分户计量后这种热传递是不能忽视的。根据计算和实测，当周边正常供暖时，一间完全不供暖的中间楼层南向房间，由于从上、下及周围房间获取传热量可以维持12～14℃ 的室温，周围的每户均有将近1／5～1／4的供热量传给了这个房间，他们为此多付了热费，这当然是不合理的。因此有理由认为任何用户应为维持建筑的总体热环境，负担基本供暖费用的70%左右。因此普遍认为热费的收取应该保留相当的面积分配，减小按热计量分配的比例。

5 结论

本文通过对分户计量供热系统的优势进行分析，以管道布置、热负荷计算、设备选择、热计量以及热费收取方式为论点，详细分析了分户计量供热在我国的实施方式、特点以及存在的问题。虽然分户热计量采暖系统与普通的采暖系统相比，增加了采暖管道施工工程量，管材用量及入户计量和调节转置安装等费用，使用户付出较多的一次性投资费用，但它可以把供暖节能变成人们的一種自觉行动，从长远来看，节能效果与经济效益是巨大的，具有可持续发展的战略意义。

参考文献：

[1]高少东．分户热计量技术的应用[J]．煤气与热力，2009，29(7)：16—18，

[2]单成君．实施分户计量供热后几个问题的探讨[J]．暖通与电气，2006(2)：59—61．

[3]李联友，马坤茹．实施供热系统分户计量常见问题的分析[J]．建筑热能通风空调，2009，8(4)：59—62．

[4] JGJ173—2009，供热计量技术规程[s]．

[5]朱晓姣，宋波．供热计量装置的故障分析[J]_建筑节能，2009(1 1)：31—35．

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。